第10讲掺溷合材水泥.ppt

1、第十讲,掺混合材的硅酸盐水泥,主讲：籍凤秋,混合材料 普通硅酸盐水泥 矿渣、火山灰、粉煤灰水泥 复合硅酸盐水泥,本讲内容,一、 混合材料,定义 分类 活性混合材 非活性混合材 活性混合材的水化,生产水泥时加入的天 然的或人工的矿物材料,在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加到水泥中去的天然的或人工的矿物材料。,（一） 混合材料定义,分类,活性混合材,非活性混合材,特点：本身并不具有胶凝性质或胶结能力很小，但与石灰、石膏一起，在常温下能生成具有水硬性的水化产物。 常用品种：粒化高炉矿渣，粉煤灰 火山灰。,特点：不与水泥成分起化学作用或作用很小， 掺入的作用主要是为了提高水

2、泥的产量，调整标号，减少水化热。 称为填充性混合材料。 常用品种：如石英、黏土、慢冷矿渣,（二）混合材的分类,（三）掺入混合材料的作用,提高产量 降低成本 改善水泥性能 调节水泥强度等级 降低水化热 减少碱骨料反应 扩大应用范围 充分利用工业废渣 保护环境,（四）常用活性混合材料,炼铁高炉的熔融炉渣，经急速冷却而成的颗粒。 活性组分：活性SiO2和活性Al2O3 具有弱得水硬性。,粒化高炉 矿渣,随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面行成松软物质 活性组分：活性SiO2和活性Al2O3。 分类（1）含水硅酸质：硅藻土、硅藻石、蛋白石等； (2)铝硅玻璃质：火山灰、凝灰岩、浮石 （3）烧粘土质：烧

3、粘土、煤渣、煅烧的煤矸石。,发电厂烟道气体中收集的玻璃态的粉末。球形颗粒 表面致密，粒径0.001-0.05mm。 活性组分：活性SiO2、活性Al2O3（高达60%）,粉 煤 灰,火山灰质 混合材,粉煤灰简介,活性混合材与水调和后，本身不会硬化或硬化极慢，强度 极低，在氢氧化钙溶液中显著水化，而在饱和的该溶液中 水化更快，水化反应： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O CaOSiO2(m +x) H2O yCa(OH)2 + A2O3 + nH2O CaOA2O3(n +y) H2O 掺混合材的硅酸盐水泥水化分两步： 第一步：水泥熟料的水化； 第二步：氢氧化钙与活性混合材反应生成水

4、化硅酸钙和水 化铝酸钙。,（五）活性混合材的作用,当液相中有石膏存在时，将于水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙，这些水化物能在空气中硬化，并能在水中继续硬化，具有相当高的强度。 激发剂：氢氧化钙和石膏的存在，使活性混合材的潜在活性得以发挥，即氢氧化钙和石膏的起着激发水化、促进凝结的作用，故称为激发剂。 激发剂分类 碱性激发剂：石灰和水泥熟料 硫酸盐激发剂：二水石膏和半水石膏（必须有碱 性激发剂的条件下作用得以发挥。,（五）活性混合材的作用,二、普通硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥定义 技术要求 强度要求 技术性能和应用,（ 一）普通硅酸盐水泥定义,普通硅酸盐水泥是一种水硬性的胶凝材料； 混合材料的最大量

5、 15%，允许掺5%窑灰 或 10%的非活性混合材来代替。,（二）普通硅酸盐水泥强度要求,（三）普通水泥的技术性质和应用,技术性质与特点 初凝时间45min；终凝时间 10h 大部分性能和硅酸盐水泥相近，不同点： 早期水化速度稍慢，天强度稍低； 抗冻性和耐磨性也略差； 耐腐蚀性提高。 应用 应用范围与硅酸盐水泥基本相同； 是通用水泥的主要品种。,三、矿渣水泥、火山灰和粉煤灰水泥,矿渣、火山灰和粉煤灰水泥定义 三种水泥的技术要求 三种水泥的共性和应用 三种水泥的区别和应用,（一）矿渣硅酸盐水泥,粒化高炉矿渣掺量为20% 70%。 可用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种代替矿渣，代替数

6、量水泥质量的8%，代替后水泥中粒化高炉矿渣0%。,技术性质： GB1344-1999规定： MgO5.0%，如压蒸试验合格， MgO含量允许放宽到6.0%； SO3 4.0%； 强度等级：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.83.1g/cm3，堆积密度约为1000 1200Kg/cm3。,（一）矿渣硅酸盐水泥,（二）火山灰质硅酸盐水泥,硅酸盐水泥熟料,火山灰质混合材,适 量 石 膏,磨 细,水硬性胶凝材料,火山灰水泥 PP,通用水泥的主要品种之一； 火山灰质混合材掺量为20% 0%。,技术性质 GB1344-1999规定： MgO5.0%，如压蒸试验

7、合格， MgO含量允许放宽到6.0%； SO3 3.5%； 强度等级：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.83.1g/cm3，堆积密度约为900 1000Kg/cm3。,（二）火山灰质硅酸盐水泥,硅酸盐水泥熟料,粉煤灰,适 量 石 膏,磨 细,水硬性胶凝材料,粉煤灰水泥 P,通用水泥的主要品种之一； 粉煤灰掺量为20% 0%； 细度、凝结时间、体积安定性和强度要求与火山灰水泥相同。,（三）粉煤灰硅酸盐水泥,强度指标：分为个强度等级（下见表） 其他技术要求同普通硅酸盐水泥。,（四）三种水泥的技术性质和应用,（四）三种水泥的技术性质和应用,1、与硅酸盐水

8、泥或普通水泥的性质及应用的差异： 性能差异： 凝结硬化速度较慢，早期强度发展慢，强度低；后期发 展较快，强度高。原因是掺混合材水泥的水化分两步进 行。 应用差异： 适用于中期养护的预制构件以及承重迟缓的工程； 不适用于要求早强高的混凝土工程，如冬季施工、现浇工 程等。,抗腐性强，抗碳化能力差 适用于水工、海港混凝土工程及受化学侵蚀的工程； 碳化作用进行快，深度大，对防护钢筋锈蚀不利， 不适用于钢筋混凝土结构或预应力混凝土构件。 水化热低 适用于大体积混凝土工程； 温度敏感性大 适用于蒸汽养护。,2、三种水泥的共性和应用,抗冻性差、耐磨性差 早期强度低； 矿渣和粉煤灰泌水形成连通或粗大孔隙； 火

9、山灰需水量大，水分蒸发后孔隙增加。,2、三种水泥的共性和应用,矿渣水泥 耐热性好 能耐400高温，用于高温车间、高炉基础以及热气体通道等耐热工程。 干缩大，抗渗性和抗冻性差 矿渣有尖锐棱角，保水性差，标准稠度需水量大，泌水性较大。 不适用于有抗渗要求的混凝土工程。,3、三种水泥的区别,火山灰质水泥 抗冻性与耐磨性比矿渣水泥差； 在潮湿环境养护时抗渗性好： 火山灰质含有大量微细孔隙，具有良好的保水性； 水化后能形成较多的水化硅酸钙，水泥石结构密实。 适用于抗渗要求较高的工程。 干燥收缩大，在干燥环境中使用易开裂、起粉； 火山灰水泥含有大量胶体，长期处于干燥环境，胶体脱水，产生裂纹； 不宜用于干燥

10、环境的地上工程；也不宜用于有耐磨要求的工程；有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含烧黏土火山灰水泥。,3、三种水泥的区别,粉煤灰水泥 早期强度、水化热更低； 适用于大体积工程。 干缩小，抗裂性好。 粉煤灰表面致密的球形颗粒，流动性好，吸水量少。,3、三种水泥的区别,四、 复合硅酸盐水泥,通用水泥的主要品种之一； 混合材总掺量为15% 50%； 允许8%的窑灰代替部分混合材。,技术性质 GB12958-1999规定： MgO5.0%，如压蒸试验合格， MgO含量允许放宽到6.0%； SO3 3.5%； 强度等级：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.83.1

11、g/cm3，堆积密度约为900 1000Kg/cm3。,四、 复合硅酸盐水泥,四、 复合硅酸盐水泥,技术要求： 6个强度等级，见下表。 细度、凝结时间、体积安定性的要求同普通硅酸盐水泥。 复合硅酸盐水泥的特性取决于所掺混合材的种类和掺量及相对比例。其使用根据所掺混合材的种类，参照其他混合材水泥的适用范围和实践经验而定。,常用水泥的选用,小 结,混合材的定义、种类以及作用； 普通硅酸盐水泥定义，性能特点（与硅酸盐水泥性能相近）以及应用（常用品种）； 矿渣水泥、火山灰水泥以及粉煤灰水泥性能特点（与硅酸盐水泥性能差异，三种水泥的区别）以及应用范围（常用品种）； 复合硅酸盐水泥定义，性能特点（取决于混合材的种类和掺加数量）以及应用（常用品种） 常用水泥的选用（六大品种水泥）,作业与复习思考题,1、何谓水泥的活性混合材料和非活性混合材料？二者在水泥中的作用是什么？硅酸盐水泥常掺入哪几种活性混合材料？ 2、掺混合材的水泥与硅酸盐水泥相比，在性能上有何特点？为什么？ 3、在下列混凝土工程中，试分别选用合适的水泥品种，并说明选用的理由。 （1）早期强度要求高、抗冻性好的混凝土；